機械制造基礎ppt課件(已改無錯字)
2023-02-14 21:20:45 本頁面
【正文】 參加已加工表面形成的切削稱非自由切削。 第一章 金屬切削過程 第二節(jié) 刀具材料 刀具材料是指刀具切削部分的材料。刀具材料性能的優(yōu)劣對切削加工過程及精度、質(zhì)量、生產(chǎn)效率有著直接影響。近一百年來不斷出現(xiàn)新的刀具材料以及改善原有的刀具材料，切削速度提高了幾十倍，最高切削速度提高了將近 100倍。一、刀具材料應具備的性能 切削加工時，刀具要承受很大的壓力與很高的溫度，所以刀具材料應滿足以下基本要求： 高硬度是刀具材料應具備的最基本性能。一般認為，刀具材料應比工件材料的硬度高 — ，常溫硬度高于 HRC60。 切削過程中，刀具承受很大的壓力、沖擊和振動。刀具材料必須具備足夠的抗彎強度和沖擊韌性。 第一章 金屬切削過程 在切削過程中，刀具要經(jīng)受劇烈磨擦，所以作為刀具材料必須具備良好的耐磨性。耐磨性不僅與硬度有關，往往還與強度、韌度和金相組織結構等因素有關，因而耐磨性是個綜合性的指標。 、化學穩(wěn)定性 耐熱性是刀具材料在高溫下保持其硬度、強度和韌度、耐磨性的一個指標。一般用保持其常溫下切削性能的溫度（紅硬性）來表示熱耐性。在高溫狀態(tài)下，刀具材料還應具有較高的物理、化學穩(wěn)定性，以避免刀具材料中的元素向工件材料中擴散。 作為刀具材料除具備上述性能外、還應具備一定的可加工性能，如：切削加工性、磨削性、焊接性能、熱處理性能、高溫塑性等。 刀具材料在滿足使用要求的同時，還應具備良好的經(jīng)濟性。 第一章 金屬切削過程 二、常用刀具材料 根據(jù)刀具材料的發(fā)展，可將現(xiàn)有刀具材料分為下列幾種： 工具鋼： 包括碳素工具鋼和合金工具鋼； 高速鋼； 硬質(zhì)合金； 陶瓷； 超硬材料： 包括金剛石和立方氮化硼。 其中高速鋼、硬質(zhì)合金用得最為廣泛。碳素工具鋼和工具鋼因耐磨性差，僅用于一些手工工具或低速刀削工具。 第一章 金屬切削過程 高速鋼全稱高速合金工具鋼．也稱白鋼、鋒鋼 （風鋼） ，是 19世紀末研制成功的。高速鋼是在高碳鋼中加入較多合金元素 W、 C r、 V、 Mo等與 C生成碳化物制成的 。加入合金元素后，細化了晶粒，提高了合金的硬度。 一般高速鋼的淬火硬度可達 HRC 63— 67，紅硬性可達 550℃ 一 650℃ 。允許的切削速度 vc可比合金工具鋼提高 1— 2倍，高速鋼因此而得名。 高速鋼具有較高的強度，在所有刀具材料中它的抗彎強度和沖擊韌性最高。是制造各種刃形復雜刀具的主要材料。 就其性能用途，可將高速鋼分為通用型高速鋼、高性能高速鋼、粉未冶金高速鋼和涂層高速鋼等幾類。 （ 1）通用型高速鋼 按其化學成分，普通高速鋼可分為鎢系高速鋼和鎢鉬系高速鋼。 第一章 金屬切削過程 鎢系高速鋼的典型牌號為： W18Cr4V，含 — %、 W18%、 Cr4%、V1%。鎢系高速鋼是我國應用最多的高速鋼。它具有較好的綜合性能，即有較高硬度（ HRC62— 66）、強度、韌性和耐熱性。紅硬性可達 620 ℃ ，切削刀刃可刃磨的比較鋒利，通用性較強，常用于鉆頭、銑刀、拉刀、齒輪刀具、絲錐等復雜刀具的制造。但強度隨橫截面尺寸變大而下降較多。 由于鎢是重要的戰(zhàn)略物資，而且有些性能尚不能滿足切削加工要求，國外已在減少其用量。 鎢系高速鋼 鎢鉬系高速鋼的典型牌號為 W6Mo5Cr4V2，在這種牌號中用 Mo代替了一部分的 W。 Mo在合金中的作用與 W相似，但其原子量比 W小 50％。 鎢鉬系高速鋼的綜合性能與鎢系相近，但碳化物晶粒更小、分布更均勻，故強度和韌性好于鎢系高速綱，可用于制造大截面尺寸的刀具，持別是熱塑性好，適于制造熱軋刀具（如熱軋鉆頭）。主要缺點是熱處理時脫碳傾向大，易氧化，淬火溫度范圍較窄。 鎢鉬系高速鋼 第一章 金屬切削過程 （ 2）高性能高速鋼 高性能高速鋼包括：高碳高速鋼（含 ％以上）、高釩高速鋼（含 V3％以上）、鈷高速鋼（含 Co5%— 10％）和鋁高速鋼。典型的牌號有：9W18Cr4V、 W6MoCr4V W6MoCr4V2Co W6Mo5Cr4V2Al。 高性能高速鋼具有更好的耐熱性和切削性能，其耐用度較通用型高速鋼高— 3倍。適合于加工高溫合金、鈦合金、超高強度鋼等難加工材料。 但這些特殊性能高速鋼必須在適用的特殊切削條件下，才能發(fā)揮其優(yōu)異的切削性能、選擇時不要超出使用范周。 （ 3）粉未冶金高速鋼 熔化的高速鋼經(jīng)過噴惰性氣體 (氮或氬 ) 使之霧化成約 50一 500μm大小的粉未，這種粉未冷凝十分迅速，形成十分細小的晶粒結構。其中的碳化物更加細小，并且分布也很均勻。粉末可以通過不同方法制成鋼材，然后再熱軋或鍛打成所需的尺寸。 粉未冶金高速鋼碳化物顆粒細小，大小均勻；斷續(xù)切削時有較好的耐沖擊性能；可磨削性好；熱處理時間短。 第一章 金屬切削過程 硬質(zhì)合金以高硬度難熔金屬的碳化物（ WC、 TiC）粉未為主要成分，以鈷（ Co）或鎳（ Ni）、鉬（ Mo）為粘結劑，在真空爐或氫氣還原爐中燒結而成的粉末冶金制品。它的耐熱性比高速鋼高得多，約在 800 ℃ 一 1000℃ ，允許的切削速度 vc約是高速鋼的 1一 10倍。硬度很高，可達 HRA89— 93，但它的抗彎強度只為高速鋼的一半，沖
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